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教你正確認識幕墻鋼化玻璃“自爆”現象

 

 由于近年來(lái)新建建筑在設計時(shí)的玻璃板面尺寸越來(lái)越大以及各種玻璃幕墻的日益增多，愈建愈高。各種玻璃在安裝后產(chǎn)生破裂“自爆”的現象時(shí)有發(fā)生。有的建筑的腳手架尚未開(kāi)始拆除，玻璃就開(kāi)始連續的發(fā)生“自爆”，并且出現傷人事件的發(fā)生。造成媒體、業(yè)主等各方面均認為是玻璃的質(zhì)量問(wèn)題?！白员敝皇谴罅夸摶Ａе械膫€(gè)別現象。但是許多單獨事例匯集在一起，就成為社會(huì )熱炒的題材。

其實(shí)，事實(shí)并非如此的。出現玻璃破損現象的因素較多，同樣在國外也出現玻璃“自爆”的“玻璃雨”現象。其他建筑的外墻材料也經(jīng)常發(fā)生脫落現象。瓷磚脫落，大理石脫落等現象也是層出不窮的，就在2012年的1月5日上午10許上海發(fā)生外墻材料水泥碎塊的脫落，造成4輛機動(dòng)車(chē)1輛助動(dòng)車(chē)受損和一名人員的受傷。玻璃的“自爆”現象是不分國籍和是否為發(fā)達國家的。在歐洲、北美和全球各地均有時(shí)有發(fā)生。包括著(zhù)名設計大師的作品也難免出現玻璃的“自爆”現象的發(fā)生，北美的某棟建筑在1974～1978五年間，“自爆”55塊?！白员甭蔬_到0.5%。澳大利亞曾對八棟幕墻進(jìn)行過(guò)12年跟蹤觀(guān)察，在總共17760塊鋼化玻璃中，306塊自爆，自爆率為1.72%。

 

目前的科學(xué)技術(shù)還無(wú)法完全可以預測何時(shí)、那片玻璃將出現自爆“現象。因為玻璃的破損過(guò)程，不像金屬材料有個(gè)屈服現象的發(fā)生。而是，發(fā)生突然的破損。因此，無(wú)法預測”自爆的發(fā)生。但是，可以通過(guò)對鋼化玻璃進(jìn)行“均質(zhì)”，可以降低鋼化玻璃“自爆”現象的發(fā)生。

所謂的鋼化玻璃自爆主要是由于玻璃中存在的微小的硫化鎳、單質(zhì)多晶硅、Al2O3等雜質(zhì)。在外應力的連續作用下，超出玻璃的許用應力，而產(chǎn)生的具有蝴蝶斑狀態(tài)的破損。在國家標準《平板玻璃》GB11614-2009中5.5.3條款中，優(yōu)等品的點(diǎn)狀缺陷最小尺寸為0.3mm。實(shí)際上，微缺陷的尺寸基本均在0.1mm以下。也就是說(shuō)：平板玻璃的產(chǎn)品質(zhì)量是合格的。由于，微缺陷的存在，此部位的玻璃強度一定是在整塊玻璃板中最低的數值，因此，在受到外應力連續不斷的作用時(shí)，最終玻璃就會(huì )從最薄弱的部位開(kāi)始破裂，出現所謂的“自爆”的“蝴蝶斑”現象。玻璃由于是非晶體結構，所以其抗壓能力非常強大，而抗彎曲、抗折和抗扭曲的能力非常弱。其表面抗壓理論強度值可以達到1200kg/c㎡，可是由于生產(chǎn)過(guò)程中造成玻璃表面的缺陷。因此在JGJ113-2009《建筑玻璃應用技術(shù)規程》中確定玻璃強度的數值還是比較低的。鋼化玻璃的強度比普通玻璃強度高3～5倍。半鋼化玻璃的強度比普通玻璃的強度高1～2倍。玻璃由于其晶體結構的原因，所以其抗壓強度大，而抗彎和抗折的強度低。因此，當外界作用于玻璃表層的張應力超過(guò)玻璃強度允許范圍時(shí)，玻璃就會(huì )破損。引起玻璃破損的原因主要有：設計方面的原因；生產(chǎn)環(huán)節的原因；運輸領(lǐng)域的原因；安裝時(shí)產(chǎn)生的原因；建筑物沉降的原因；人為的原因；天災的原因；玻璃原片的質(zhì)量問(wèn)題；玻璃的“自爆”原因等。

一、設計的原因

玻璃的幾何形狀，如三角形和圓形以及挖角、鉆孔均會(huì )造成玻璃的強度下降。玻璃的設計強度低于許用強度值，造成玻璃破損。玻璃結構設計不合理，造成玻璃局部應力過(guò)大而產(chǎn)生的破損，如：三角形，凸凹形，挖孔等結構，會(huì )造成玻璃的局部應力集中。因此，不建議采用此類(lèi)的幾何形狀。

普通平板玻璃設計時(shí)未考慮玻璃的熱炸裂現象。玻璃特別是吸熱玻璃與熱反射玻璃在受到陽(yáng)光照射時(shí)，玻璃表面會(huì )形成不均勻的溫度場(chǎng)，從而在玻璃中形成熱應力，當這種熱應力超過(guò)玻璃的強度允許范圍時(shí)，就會(huì )發(fā)生熱炸裂，熱炸裂呈現為曲線(xiàn)狀態(tài)。

設計時(shí)玻璃厚度偏薄或尺寸偏大，玻璃在受到風(fēng)荷載即風(fēng)壓的作用后，風(fēng)壓的作用力超過(guò)玻璃的強度允許范圍時(shí)，玻璃發(fā)生破損。還有就是玻璃的撓度問(wèn)題。在JGJ113中規定，不大于短邊的1/60，玻璃就不會(huì )產(chǎn)生彎曲的破損，但是，如果玻璃的板面大，玻璃厚度薄，撓度變形過(guò)大，就有可能，讓玻璃的邊部與金屬框架相碰。因此產(chǎn)生玻璃的“自爆”現象的發(fā)生。

浙江某項目的采光頂：鋼化夾層玻璃整體脫落。事后分析的原因；金屬結構設計不合理，玻璃撓度變形大。從現場(chǎng)看：點(diǎn)支五金爪件變形嚴重，致使內層鋼化玻璃破損，玻璃加工企業(yè)將玻璃補片運到現場(chǎng)。安裝公司遲遲沒(méi)有更換，一個(gè)月后，由于變形加劇，致使外片鋼化玻璃也產(chǎn)生“自爆”。最后，導致整塊鋼化夾層玻璃脫落，造成多名孩子受傷。同樣，此項目，玻璃板面尺寸過(guò)大，撓度變形嚴重，也是造成鋼化玻璃“自爆”的原因。

二、玻璃生產(chǎn)時(shí)的原因

玻璃在生產(chǎn)時(shí)，如果在玻璃表面和邊部產(chǎn)生了大的劃傷、大的爆邊、大的缺角等現象，就會(huì )造成玻璃局部的強度值急劇下降。從而會(huì )使玻璃產(chǎn)生“自爆”的現象。

 

 

同樣，運輸、搬運時(shí)如果對玻璃表面或邊部產(chǎn)生嚴重的劃傷，爆邊，磨傷等缺陷，也會(huì )使玻璃產(chǎn)生“自爆”的破損。到底多大的爆邊會(huì )引起玻璃的“自爆”？按照國家標準《建筑用安全玻璃第二部分：鋼化玻璃》GB15763.2-2005中，表6鋼化玻璃的外觀(guān)質(zhì)量，要求。但是，首都機場(chǎng)T3航站樓有片玻璃的爆邊現象嚴重，使用至今尚未發(fā)生“自爆”的破損現象。也就是說(shuō)，國家標準除了考慮玻璃的強度值，也考慮了玻璃的外觀(guān)質(zhì)量。

三、安裝時(shí)的問(wèn)題

玻璃在安裝時(shí)，由于玻璃的誤差范圍、建筑物的誤差范圍的不同，會(huì )引起玻璃扭曲變形，產(chǎn)生額外的安裝應力，從而引起玻璃破損。由于玻璃墊塊的硬度以及部位、數量的選用不當，也會(huì )引起玻璃邊部的應力集中或過(guò)大，造成玻璃破損?；驔](méi)有使用墊塊，致使玻璃直接與金屬框架接觸，造成玻璃的破損。某項目因為鋼化玻璃“自爆”率超過(guò)20%，引起甲乙雙方的糾紛。事實(shí)是：設計的結構不合理以及安裝時(shí)的變形，致使鋁合金型材產(chǎn)生較大變形，從而造成玻璃的“自爆”。同樣此項目，“自爆”率比較高，安裝人員承認部分部位沒(méi)有使用墊塊，所以產(chǎn)生鋼化玻璃的“自爆”現象。所以，此項目的鋼化玻璃“自爆”部位，均在玻璃下部2個(gè)角的位置。

四、結論

1.鋼化玻璃由于生產(chǎn)工藝的原因，所以，具有“自爆”的傾向和可能性；為了減輕“自爆”的發(fā)生?？梢圆扇。篴.選用優(yōu)質(zhì)的浮法玻璃原片；b.鋼化的應力值不要太高；c.采用均質(zhì)/引爆/熱浸的方式。

2.鋼化玻璃的“自爆”現象，就目前的科學(xué)技術(shù)，還無(wú)法確定何時(shí)、那片玻璃會(huì )發(fā)生“自爆”。

3.鋼化玻璃的“自爆”現象受多方面影響。除玻璃本體質(zhì)量外。結構的設計、玻璃的加工、運輸、搬運、安裝、惡劣的氣候、使用的環(huán)境等均對玻璃的“自爆”有密切影響。因此，必須根據實(shí)際情況加以判斷。不能簡(jiǎn)單地認為玻璃“自爆”了，就是玻璃的質(zhì)量問(wèn)題。

4.鋼化玻璃的“自爆”現象屬于小概率事件，無(wú)需對此大驚小怪。并對鋼化玻璃采取封殺的態(tài)度。在強度滿(mǎn)足設計要求時(shí)，可以采用夾層玻璃或半鋼化玻璃的配置。

5.鋼化玻璃的“自爆”率問(wèn)題。國外某加工企業(yè)承諾均質(zhì)后的“自爆”率為0.5%。我國的玻璃行業(yè)在多年的經(jīng)驗基礎上，普遍認為鋼化玻璃的“自爆”率為：0.3%。

6.關(guān)于鋼化玻璃的“自爆”，不管是國外的產(chǎn)品標準，還是中國的標準，均承認鋼化玻璃存在“自爆”的現象，但是，均未認為“自爆”現象是鋼化玻璃的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。

7.對于玻璃的破裂現象，不要稱(chēng)為“自爆”。而應稱(chēng)之為：破損。因為引起“自爆”的原因很多。